轮船(英:steamship)可分为狭义和广义两种。其推进方式经历了从人力踩踏木轮到机械化螺旋桨的演变。原始轮船依靠人力,近代轮船采用蒸汽机推动明轮,现代轮船则多用涡轮发动机和钢铁制造。
简介
轮船的广义定义泛指所有大的、机动推进的船只;狭义定义是指用汽轮机推进的船只。
广义上:轮船是指所有大型的、机动推进的船只。这些船只通常使用机械发动机来推动,船身多由钢铁等坚固材料制成,是现代水上交通和货物运输的重要工具。它们不仅用于商业运输,还广泛应用于旅游、军事等多个领域。
狭义上:轮船特指使用汽轮机推进的船只。这种船只的推进方式相较于广义上的轮船更为特定,代表了轮船技术发展中的一个重要阶段。历史上,第一艘可以使用的蒸汽轮船于1783年在英国下水,而1807年罗伯特·富尔顿建造了一种在河流上使用的轮船,这种船还带有帆,进一步推动了轮船技术的发展。
现代轮船的诞生
1690年,法国的德尼·巴班提出用蒸汽轮船的想法,但无实用蒸汽机没有实现。1769年,法国发明家乔弗莱把蒸汽机装上了木桨船,因机器笨重,航速很慢。1783年他又造出一艘蒸汽轮船“波罗斯卡菲”号,因蒸汽锅炉爆炸,发明搁浅。1790年,美国人约翰·菲奇也造出一艘以蒸汽机为动力的木船,因效率低下,缺乏实用价值。1802年,英国人威廉·西明顿制造出世界上第一艘蒸汽动力的木壳轮船“夏洛蒂·邓达斯”号并试航成功,但它的出现挑战了拖船业主们的既得利益,他们以产生波浪为由竭力反对,第一艘汽轮船计划再次搁浅。
1793年,
富尔顿来到法国巴黎,在美国驻法国公使利文斯登帮助下,于1803年建造出第一艘蒸汽船,不料在塞纳河试航成功后,却被夜间的狂风暴雨掀翻1806年,富尔顿带着图纸回到美国纽约,1807年建造出一艘长45.72米、宽9.14米、排水量为100吨的铁壳轮船“克莱蒙特号”,在船上安装上了一台72马力的
瓦特蒸汽机,用蒸汽推动船两侧的“明轮”使船只前进,所以被称作“轮船”。1807年8月17日,“克莱蒙特号”载着40名乘客从
纽约首航出发,沿哈得逊河逆流而上240公里,32小时后到达阿尔巴尼城,这段航程普通帆船需要四天四夜,首次试航成功,船舶发展史进入了蒸汽时代。这条船在进行了改造后继续运输服务了若干年,成为世界上第一艘投入商业运输的轮船。1808年,他又建造了两艘轮船,逆水航速达每小时6
英里,可续航150英里。此后的几十年中,蒸汽轮船不断改进,在内河和沿海航行后,不久就横渡了
大西洋。1815年2月23日,富尔顿逝世,终年50岁。他一生共亲自参加制造了17艘轮船。
1836年,英国工程师发明了螺旋桨,安装在船尾水下部分,称为“暗轮”,后逐渐取代“明轮”成为当今轮船的主流。1882年,瑞典的C.G.P.de
拉瓦尔制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机。这台汽轮机解决了喷嘴设计和强度设计问题,标志着汽轮机技术的正式诞生。拉瓦尔的贡献在于他首次实现了蒸汽在静叶中的膨胀,并将这种膨胀转化为转子的旋转机械能。1884年,英国的C.A.帕森斯制成了第一台10马力(7.35千瓦)的多级反动式汽轮机。
帕森斯的
汽轮机在静叶和动叶中都实现了蒸汽的膨胀,进一步提高了汽轮机的效率和功率。19世纪末到20世纪初,汽轮机技术得到了迅速发展。1838 年建造的蒸汽船大西方号排水量仅1000 多吨,横渡大西洋需要 15 天时间,到 1907年建造的
卢西塔尼亚号排水量超过 3万吨,横渡大西洋只要不到 5 天的时间。
分类
按不同的标准,有不同的分类
1. 按民用运输可分为客船、货船、渡船、驳船;
3. 按航行状态可分为
排水量船、
滑行艇、
水翼船、气垫船、
冲翼艇;
5. 按推进器形式分:
螺旋桨船、
平旋推进器船、
喷水推进器船、喷气推进器船、
螺杆艇、
明轮船。
在诸多船舶中,最常见的是钢质船、
内燃机动力船、螺旋桨推进船等。轮船发展以来,战略用船已经越来越先进,其中包括各类战略舰船、巡洋舰等。
作用
海外贸易方面
轮船促成了人类生活的改变,造成人类以往连做梦也没想到的
世界各国相互依存的关系。现代化的轮船,其中有客轮、货轮和
油轮,正在从事着各种关系到人类命运的全球性商业航运。如世界上最大的
发达国家美国,在20世纪70年代初期,每年海运
进口货物超过3亿吨,总值超过300亿美元。其中一些奢侈品如
瑞士钟表、
俄国毛皮、苏格兰威士忌酒、意大利鞋、
丹麦家具、
法国葡萄酒,只不过占进口货物总值的一小部分;主要的进口货物是原料,包括4亿桶以上的原油、4000万吨
铁矿石、1500多万吨
铝土矿石以及
国民生活不可缺少的其他物品。
交通出行方面
虽然在交通出行方面,轮船相比汽车、
火车和飞机有所逊色,但在
大宗货物运输领域,轮船仍具备不可替代的优势;在特定情况下它依然是最优选择。烟大渤海轮渡便是一个典型例子,它集铁路、港口和航运于一体,是亚洲最长的
铁路轮渡。春运期间,预计将发送旅客4.2万人次,运输汽车1.5万辆,铁路物资达到55万吨。烟大渤海轮渡北起
旅顺西站,南至
烟台西站,海上运输距离约为99.79海里。通过铁路运输轮渡,能够比绕行山海关缩短超过1600公里的距离,是
山东至
东北地区的最短通道。中铁渤海3号渡船长182.6米、宽24.8米,满载排水量可达16229吨,每次航行可搭载50节
货物列车、50辆载重汽车、25辆小汽车以及716名旅客。目前,烟大渤海轮渡每天开行3对6航次,稳定提供高效的运输服务。
构造
构造 船舶由许多部分构成,按作用和用途可分为以下几部分。
①船体。又可分为主体部分和
上层建筑部分。主体部分一般指
上甲板以下的部分,由
船壳(船底及船侧)和上甲板围成的具有特定形关的空心体,是保证船舶具所需浮力、航海性能和
船体强度的关键部分,一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃料和淡水,以及布置其他各种
舱室。上层建筑位于上甲板围成、主要用于布置各种用途的舱室(如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等)。
船体结构为由
板材和型材组合的板架结构,可分为纵骨架式结构和横骨架式结构以及
混合骨架式结构。
②
船舶动力装置。又可分为
推进装置和辅助装置。推进装置是提供推进动力的成套
动力设备,由主机(如蒸汽机、
汽轮机、
柴油机、
汽油机、燃汽轮机等)、
主锅炉、
传动装置、
轴系、推进器、各种仪表和
辅助设备等组成。辅助装置是为船舶的正常运行、作业、生活杂用等提供各种能量的成套动力设备,一般由
船舶电站、
辅助锅炉和
废气锅炉装置以及其他辅助装置等组成。
③
船舶舾装。包括舱室内装结构(内壁、天花板、地板等)、家具和生活设施、门窗、梯、栏杆、桅杆、
舱口盖等。
④其他装备。如锚与
系泊设备、舵与操舵设备、救生与
消防设备、通信与
导航设备、照明与
信号设备、通风与空调和冷藏设备、
压载水系统、
舱底水疏干系统、液体舱的测深和透气系统、海水和生活用淡水系统、船舶
电气设备等。构成船舶的零件有成千上万种,所用材料品种多、数量大,而以钢材用量最大。其中船体结构用的材料主要是
碳素钢和
低合金高强度钢。船舶的主要
技术特征有
船舶排水量、
船舶主尺度(如船长、型宽和
型深等)、船体系数、
舱容和登记吨位、船体型
线图和
结构图、船舶
总布置图及主要设备的规格等。
动力来源
蒸汽机由三个部分组成:
蒸汽炉、汽缸和
冷凝器。在蒸汽炉中,通过
燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间。蒸汽在汽缸内推动活塞做功,冷却的蒸汽通过管到被引入冷凝器重新凝结为水。这个过程在蒸汽机运动时不断重复。一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的
旋转运动。新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机,从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个
驱动装置的效率。这个
涡轮机也与船的螺旋浆轴相连。
现代轮船的蒸汽机还有其它提高其效率的机构。往往有多个汽缸连在一起。蒸汽从一个汽缸出来后还被输入下一个汽缸。这些汽缸的直径一个比上一个大。这样虽然蒸汽的压力在每通过一个汽缸后不断减小,但它对每个活塞施加的总的力却是相同的。
渐渐地轮船取代了过去的帆船。轮船最主要的优点是它们不依靠风和比帆船快。它们比较可靠,到达一个港口的时间也一般与天气无关。轮船的燃料有煤、
煤球、重油和木头。
载重线
大轮船要在各种各样的大海里航行,不同的海洋在不同的季节,比重是不同的。夏天,
海水温度升高,
体积膨胀,比重就减少。冬天,比重又会增加,不同的海洋在不同的季节的风浪也不相同。在各个海洋里,海水含盐的多少也不一样,
印度洋的海水含盐少一些,比重自然小;
北大西洋海水含盐多,比重就大。
满载货物的大轮船在大海中航行,就要考虑到海水的不同比重。比如说,一艘在比重比较大的海水里航行的轮船,装载的货物很多,吃水很深,一旦航行到比重小的海里,它受到的浮水小些,就会加深
吃水量,倘若再遇到大风浪,就
可能发生危险。
为了保证安全,各种轮船上都有船舶载重的标志,俗话叫做“
吃水线”。下面说的是中国船舶检验局规定的船舶载重标志。标志上分别注明的意思是: R(T)表示热带载重线。
注:R是“热”的汉语拼音首字头,
括弧里的T为英语hot(热)一词的
词尾。
D(W)表示冬季载重线;
BDD(WNA)表示北大西洋冬季载重线;
RQ(TF)表示热带淡水载重线。
有一艘万吨轮,计划要经过不同季节的几个
航区,冬跨北大西洋。那么,就只能按最低吃水线“BDD(WNA)”即北大西洋冬季载重线来装货。因为北大西洋冬季特别冷,海水比重大,同时,风浪又特别大,要求船舶适当地少装货物,保留多余的浮力,以利安全。
航行记录
船舶“黑匣子”即船载航行数据记录仪(VDR)和简易航行数据记录仪(S-VDR),是用于实时记录和保存船舶发生事故前后重要信息的设备。这些信息包括船舶位置、动态、物理状况、命令和操作手段等,以便为事故调查提供客观证据,确保数据的安全和可恢复性。根据SOLAS公约的修正案,所有客船及客滚船,以及2002年7月1日后安放龙骨的3000总吨及以上非客船,必须配备VDR。而对于2002年7月1日之前安放龙骨的3000总吨及以上的货船,则需配备VDR或S-VDR。若2002年7月1日之前建造的船舶证明VDR与现有设备连接不合理,则可申请免除安装要求。此外,《国内航行海船法定检验技术规则》(2020)对VDR的配备也做了相关规定。VDR的性能标准有过多次变化,并且与SOLAS公约中的相应决议紧密关联,规定了各类设备的安装要求及配备标准。
轮船轶事
泰坦尼克号北爱尔兰的最大城市
贝尔法斯特希腊神话航运公司惯用的
船名后缀。也许英国人的意思就是为了表明这艘船是绝不会沉没的。所以泰坦尼克号的官方名称是
RMS Titanic.1912年4月14日,星期天晚上,一个风平浪静的夜晚撞冰山沉没,当时引起了西方社会的极大震动。
1963年4月30日下午,我国第一艘自己制造的1.5万吨的“跃进”号大型货轮,装载着万吨玉米和3000 多吨矿产及杂货,驶离
青岛港,开往日本
门司港。5月1日中午,当“跃进号”航行到
苏岩礁海域时,突然向国内发出了“我船受损严重”的电报,下午2时10分,
交通部收到了“跃进”号第一次发出的“SOS”国际
求救信号。下午2时左右,跃进号沉没于黄海中。
2005年3月8日,“
华凌”号巨型货轮在黄海
连云港附近海域行驶,与同航道行驶的德国籍船舶“
地中海克利斯提娜”(MSCChristina)轮发生碰撞,“华凌”轮严重受损,船体断裂,尾部近三分之一沉没海底,
剩余部分漂流至大丰斗龙港正东约50海里处沉没,所幸的是船上28名船员被“地中海克利斯提娜”轮救起,没有造成人员伤亡。当时,“地中海克里斯提娜”轮也受到一定程度的损伤,部分船舱进水。